桁架导轨式外爬升脚手架在工程运用中的问题及对策

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:muteng12
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  摘要:针对桁架导轨式外爬升脚手架在安装、使用中出现的主要问题进行综合分析,并通过工程实践检验总结出问题的实施对策办法。
   关键词:导轨;爬架;问题;对策
  Abstract:According to the guide rail type truss climb scaffold in the installation and use of the main problems appeared in the comprehensive analysis, and through the engineering practice test summed up the problem implementation countermeasure measures.
  Key words: Slideway;Scaffold;Problems;Countermeasures
  中图分类号:TU731.2文献标识码:A文章编号:
   桁架导轨式外爬架,是一种新型的建筑脚手架体系,相比较于传统脚手架体系有着无可比拟的优点。首先,外爬架只需一次性搭设3-4层,以后借助动力系统随施工进度层层提升,大量减少后期人员投入;其次,外爬架垂直升降操作人员在主体结构内,避免了传脚手架搭设过程中工人暴露在临边、高空高危环境中,外爬架自身附带防倾覆、防坠落装置,大大提高了安全性;再次,外爬架以垂直升降作业代替传统脚手架层层搭设,能够有效地减少材料的投入,节约工程成本。
   桁架导轨式外爬架施工方法体现了安全经济、绿色环保理念,节材效果显著,已经成功运用于精派豪园住宅楼工程、世纪新筑住宅楼工程、上京庄园住宅楼工程及新起点嘉园工程中,取得了良好的经济效益和社会效益。但桁架导轨式外爬升脚手架在各期工程的组装与使用过程中,不可避免的出现了各种各样的问题,经过各方的共同努力与现场问题的不断改进处理,目前均将问题一一解决,现将在上述各工程中外爬架安装与使用过程中出现的部分主要问题及解决对策做初步分析,供大家在其它类似工程中使用或改进桁架导轨式外爬架时提供有力的参考。
   1、工程设计情况
   1.1、工程设计情况
   新起点嘉园15#楼工程位于河北省三河市燕郊开发区,本工程为住宅楼,基础形式为筏板基础,主体形式为剪力墙结构,15#楼地下2层,地上27层,建筑面积31020.14㎡,地上面积28973.28㎡,檐高79.65m,基底深度-9.20m。
   主要设计情况如下表:
  
  
   1.2、爬架设计使用情况
   桁架导轨式外爬架包含相对独立又有机协调的四大部分:附墙结构、防倾防坠系统、动力及控制系统和脚手架;新起点嘉园15#楼共设49个提升点,采用电动葫芦升降,按结构施工四个流水段分片提升。爬架主架宽900mm,内排立杆离墙距离420mm。提升点处爬架架体立面为定型加工的主框架,爬架总高15.3m,步高1.8m,架宽0.9m,共铺设三层木脚手板。在安装搭设爬架前,需先搭设组装平台。组装平台可利用地下施工阶段原有的双排脚手架,组装平台顶面自1层顶板下返0.7米;预留孔埋件从第2层顶板处开始设置。
   提升点布置详见下面图1:爬架平面布置图。
  
  
   2、桁架导轨式外爬架的组装、提升、拆除的施工流程
   外爬架架体设计----外爬架物资进场检查----外爬架操作平台搭设----外爬架组装与预埋----外爬架设置附墙座、导轨、安装电葫芦----外爬架验收----外爬架提升或下降----外爬架拆除---外爬架退场
   3、桁架导轨式外爬架在安装及使用过程中出现的主要问题
   3.1、操作平台搭设对外爬架组装的影响
   外爬架水平桁架及竖向主框架的组装需要在操作平台上完成,在设计确定好组装平台高度为首层楼板顶板下返0.7m位置后,外爬架操作平台搭设时却没有严格考虑架管模数与铺设脚手板完成面的高度,会造成组装平台完成面(即脚手板铺设后高度)高度不准确直接影响到设置斜拉钢丝绳的长度不准,在首次提升时会造成提升位置不到并二次调整钢丝绳长度的问题。
   3.2、塔吊锚固对外爬架提升的影响
   外爬架一次性组装3-4层,之后随主体结构的升高逐层提升,在主体结构达到一定高度后塔吊需要进行锚固提升,塔吊锚固所用的扶墙臂需从外爬架间穿过,影响外爬架提升作业。
   3.3、卸料平台对外爬架提升的影响
   外爬架使用过程中主体结构四周全部封闭,造成卸料平台的安装与外爬架提升之间的矛盾,卸料平台需要满足安全要求不能与外爬架架体发生关系;又需要便于操作其不影响外爬架的爬升。
   3.4、外爬架与结构缝隙之间的防护对提升的影响
   外爬架最内侧立杆与主体结构外边缘的距离为420mm,此处空隙如果设计狭小则如遇障碍物外爬架会受阻影响安全,如缝隙较大则进行主体结构周圈与外爬架之间的空隙安全防护是外爬架在使用过程的安全处理重点。
   3.5、外爬架提升点位于悬挑平台上的不利因素
   外爬架与主体结构之间的传力部件为附墙座及三角转接梁和楼板转接梁,在一般高层住宅建筑南侧多为阳台及飘窗且阳台及飘窗底板多为悬挑板,此处的楼板转接梁则锚固在悬挑阳台或飘窗板上,会造成原结构荷载增加或许进一步会产生裂缝,影响结构性能安全。
   3.6、外爬架预埋位置与大模板螺栓眼位置冲突的影响
   外爬架提升导轨与大模板穿墙螺栓孔位置存在冲突,穿墙螺栓安装完成后外端与外爬架导轨一平,混凝土浇筑完成后大螺栓无法退出。
   3.7、主体结构凹槽、电梯井部位外爬架无法设置防护的影响
   结构存在凹槽部位,电梯井内部位,外爬架受架体宽度影响,无法设置提升点进行外爬架防护,需要结合其它防护方式,避免防护出现遗漏缺失不到位,此部位需要重新设计操作平台与防护。
   4、桁架导轨式外爬架在安装及使用过程中出现的主要问题的对策
   針对以上问题,经过外爬架在多个项目的现场调查、数据收集整理、外爬架的改进处里,对上述问题形成了初步的解决方法,实施对策如下:
   4.1、外爬架操作平台架体的控制要点与对策
   外爬架操作平台架体一般在地下结构完成回填土或未进行回填土施工就需要准备到位,需要综合考虑到架体地基处理、架体架管模数、水平钢管直径、脚手板厚度;在最终搭设最上步水平脚手架时需要测量标高控制,在铺设完成脚手板后最终达到设计标高,此标高如存在误差1-2cm可采用脚手板上在垫设一层竹胶板进行局部找平处理;但最终需要满足设计标高;避免后继钢丝绳设置长度不一,造成的后继提升不到位或重复裁剪钢丝绳的问题。
   4.2、外爬架部位的塔吊锚固处里对策
   第一种对策:外爬架考虑塔吊锚固位置即在开始设计外爬架前,就首先与塔吊租赁及安装企业确定主体结构施工过程中塔吊安装及锚固的准确位置,绘制成图后做为外爬架厂家设计爬架的依据。爬架基座为外爬架与主体结构连结及外爬架提升的主要受力构件,连同其左右各一榀900mm~1500mm主桁架无法在使用过程中拆除,其余底部桁架均是由角钢与主桁架连结构成,可以在使用过程中局部进行拆除并恢复。因此,要求爬架厂家在设计外爬架基座的位置时要按照塔吊公司提供的锚固位置图考虑,由外爬架避开塔吊附墙杆所在位置,使塔吊附墙杆在竖向投影位置落于底部桁架的可拆除部分内,后在塔吊锚固过程中直接将塔吊附墙杆穿过外爬架与主体结构连接,在外爬架提升过程中若遇爬架阻挡,只需将相应可拆除位置处爬架杆件暂时拆除,通过后立即恢复即可。
   第二种对策:选用自由高度相对较高的塔吊,尽量减少塔吊锚固次数;外爬架覆盖高度为15.3m,加上施工时吊装混凝土布料机高度约2.5m与塔吊钢丝绳高度约1.5m,总计高度按照20m考虑,则塔吊锚固后自由高度达到20m即可满足在外爬架下部进行锚固,我们经常用的F0/23B塔吊自由高度较高,就可以较好的解决此问题即在外爬架提升后再设置塔吊锚固臂,塔吊锚固臂一直处于外爬架架体下部;塔吊顶升锚固与外爬架爬升均不受影响。
   4.3、外爬架部位的卸料平台安装处里对策
   对策一:外爬架安装完成后四周与主体结构呈全封闭状态,导致安装卸料平台困难。在精派豪园工程施工过程中,采取了外插式卸料平台做法,即保持外爬架的全封闭性,在结构模板拆除层的合理位置直接将卸料平台穿过外爬架固定于主体结构上的做法,上部斜拉钢丝绳也穿过架体固定于结构上,使卸料平台虽穿过架体但不与外爬架发生任何关系。此种做法卸料平台安装使用时无法与外爬架彻底分离,在每次外爬架提升时均需先把卸料平台拆除,待外爬架提升完成后再重新安装卸料平台,只适用于1m以下小卸料平台的穿插使用,但使用时卸料平台的选点位置可以任意选择,只要能保证位置穿插适合,不与外爬架放生碰触关系即可。
   对策二:在新起点嘉园工程施工过程中,为避免重复安装拆卸卸料平台,让卸料平台与外爬架架体独立工作互不影响,则采取了在卸料平台安装处外爬架架体设计开门洞的方法进行设置,有效避免了上述问题。在外爬架施工前按主体结构施工流水段划分确定各流水段卸料平台的位置,在相应位置外爬架搭设过程中在底部拆模层预留出安装卸料平台位置,架体端部按照施工规范周边采用增加小横杆及斜向拉杆的方法进行加固并加挂密目安全网。这种做法有效避免了卸料平台外爬架不能完全分离的问题,可以确保卸料平台在使用过程中不会对外爬架造成附加外力的作用,保证外爬架的使用安全;此外,由于卸料预留洞口使得卸料平台与外爬完全分离,在外爬架提升的过程不会对卸料平台造成影响,也无需再将卸料平台拆除。此种做法在后继工程施工过程中取得了较好的效果,属于最优做法选择。见下面图2:外爬架部位设置卸料平台安装布置口
  
   图2:外爬架部位开设卸料平台安装布置口
   4.4、外爬架与结构缝隙之间的防护处理对策
   爬架最底层内排架与结构外缘之间制做安装翻板,翻板一般利用胶合板制做,利用标准件或自制加工的铰链连接。制做翻板时,要依照建筑结构外形,分块制做,遇滑轮组件及立杆时,制做凹槽。翻板应连续设置,拼缝及与脚手板和建筑物的间隙应小于10mm,翻板水平夹角应控制在30°~60°,翻板与脚手板搭接长度不小于100mm。翻板制做安装时间可在爬架第一次提升后。在中间层和最上面操作层内排架与结构外缘之间挂大眼网;大眼网在外爬架架体上固定牢固,在结构一侧利用穿墙螺栓眼或楼层甩筋拉结大眼水平兜网,在提升前只需将大眼网结构侧拆除放置于外架上随着架体提升后在固定于结构侧即可。这样设置后即方便施工又可以满足爬升、安全防护等要求。
   4.5、外爬架提升点部位位于悬挑平台的处理对策
   高层住宅工程外轮廓多转角,多阳台,结构设计多为悬挑结构,此部位外爬架的设置提升点存在不可避开的情况,设置附墙座固定钢梁时只能设置于悬挑阳台板上,为避免此处荷载冲击楼板产生裂缝影响到结构,悬挑阳台板下部需要回顶处理,一般下部回顶2层结构顶板,并为提高安全系数,设置斜拉杆与结构相连进行卸载。部分存在剪力墙的地带设置三角转接梁锚固件连接于混凝土墙体结构上,避免与悬挑板发生关系。见下面图3:剪力墙部位设置三角转接梁图
  
   图3:剪力墙部位设置三角转接梁图
   4.6、外爬架预埋位置与大模板螺栓眼位置冲突的处理对策
   外爬架提升点位置是靠预埋件进行锚固固定的,大模板是靠对拉螺栓固定,因大模板实际使用中存在与外爬架预埋孔冲突的情况,在进行外爬架设计阶段就需要提供大模板流水段配模图,在进行外爬架预埋件施工定位时,由技术人员会同架子人员共同进行首道埋件的设置,在楼板上弹出提升点竖向线控制位置,避免在后继使用中存在预埋洞眼冲突,大模螺栓不能通过的情况。在外爬架架体预埋第一道浇筑混凝土后逐一及时查看现场情况,出现问题现场解决(可钻洞处理),确保第二道及后继施工的外爬升脚手架预埋件位置全部可以有效预埋,有效工作。
   4.7、结构凹槽、电梯井部位的防护处理对策
   根据外墙凹槽间的尺寸搭设独立的井字架,在外墙凹槽部位预埋套管,通长水平方按间距1500mm、竖向按间距1200mm设置预埋套管,左右两侧墙预埋套管位置对应,大模板拆模后穿入3000mm长钢管做横梁,按立杆纵距1500mm,横距700mm,大横杆步距1200mm搭设成为整体钢管井字架做操作平台架体,搭设总高度不超过4m。此部位提升前塔吊吊住单元外墙内的井字架,确保安全后再拆除操作平台架的钢管横梁,操作平台架提升到上一层合适位置后,再将钢管横梁穿入将井字架固定,再将钢管两端卡扣锁紧,两侧操作平台架全部与钢管横梁连接稳定后,使之形成整体进行有效防护。见下图4:凹槽部位整体架搭设图
  
   图4:凹槽部位整体架搭设图
   电梯间内无法用外爬架防护的地带需要根据电梯井的尺寸搭设独立架体进行防护,在电梯井墙处预埋套管做为大螺栓安装孔,水平方按间距1500mm设置提升架受力点,竖向每层间设置二道受力点,架体立杆间距1500mm,水平杆步距1200mm,使之成为墙体外侧大模板的操作平台。此处采用长度600mm的30螺栓,内侧用垫片加配套螺母锁紧,当操作平台整体提升就位后,利用穿墙螺杆及提升架之间的连接钢管使架体连接成为统一整体。在每个电梯井筒内搭设成为一个整体操作平台架,并通过电梯井两侧混凝土墙上的穿墙螺杆及两个平台架之间的水平杆进行连接,通过水平杆的连接使两个操作平台架形成一个整体。
   当上面一层楼板混凝土浇筑完成后,对下面一层的电梯间内操作平台架进行提升,提升前塔吊吊住一侧电梯井筒内的操作平台架,首先拆除两个平台架之间的水平连杆,再拆除操作平台架与穿墙螺杆的连接件,操作平台架提升到上一层后,先与穿墙螺杆进行连接,两侧操作平台架全部与穿墙螺杆连接稳定后,再进行两个操作平台架水平杆连接,使之形成整体。见下图5:电梯井架体防护设置图
  
   图5:电梯井架体防护设置图
   5、结语
   以上是桁架导轨式外爬架易于出现问题的几个大的方面,在我们经过多个工程实践与逐步调整后,对以上问题形成了初步分析并制定了有效对策,经过对策的实际检验可以满足现场施工需要。通过对桁架导轨式外爬架主要问题的研究使我们在后继外爬架的安装、施工中遇到此类的问题提供帮助,逐步减少不利因素并进一步向有利于施工便于操作的方向发展,亦为今后的桁架导轨式外爬架在高层建筑施工过程中的应用积累了宝贵的实际处理经验。
  
   参考文献:
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